JP2021104496A

JP2021104496A - Gas supply device

Info

Publication number: JP2021104496A
Application number: JP2019237847A
Authority: JP
Inventors: 章弘島本; Akihiro Shimamoto; 祥子常喜; Sachiko Joki
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2021-07-26

Abstract

To provide a gas supply device which can more effectively surface-treat an object made of a resin material.SOLUTION: A gas supply device includes: a gas inflow port to which raw material gas containing a raw material substance used as a radical source flows; a gas flow passage which allows the raw material gas flowed from the gas inflow port to flow; a light source which emits ultraviolet light toward an irradiation region in the gas flow passage; a gas outflow port which allows treated gas that is the raw material gas after having been irradiated with ultraviolet light to flow out to the outside; and a light-shielding part which suppresses travel of the ultraviolet light toward an object surface that is a surface facing the gas outflow port.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はガス供給装置に関し、より詳細には、紫外光が照射された後のガスを対象物に対して吹き付けることで、対象物に対する処理を行うための、ガス供給装置に関する。 The present invention relates to a gas supply device, and more particularly to a gas supply device for processing an object by blowing gas after being irradiated with ultraviolet light onto the object.

従来、対象物の表面に付着した有機化合物を除去することを目的として、ガスに対して真空紫外光を照射することで当該ガスを活性化し、この活性化したガスを対象物の表面に吹き付ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, for the purpose of removing organic compounds adhering to the surface of an object, a technique of activating the gas by irradiating the gas with vacuum ultraviolet light and spraying the activated gas on the surface of the object. Is known (see, for example, Patent Document 1).

特開２００７−９８３５７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-98357

ところで、樹脂材料からなる対象物に対しても、表面処理を行いたいという事情がある。例えば、前記対象物に対して活性化したガスを吹き付けることで、対象物にカルボニル基やヒドロキシ基が導入され、親水性を付与することができる。 By the way, there is a situation in which it is desired to perform surface treatment on an object made of a resin material. For example, by blowing an activated gas onto the object, a carbonyl group or a hydroxy group can be introduced into the object to impart hydrophilicity.

しかしながら、特許文献１に記載された装置によれば、一部の真空紫外光が対象物にも照射されてしまう結果、対象物を構成する樹脂の分子構造が分解されるおそれがある。この結果、対象物に対して充分な親水性を付与できない場合があるという課題がある。 However, according to the apparatus described in Patent Document 1, as a result of irradiating the object with a part of vacuum ultraviolet light, the molecular structure of the resin constituting the object may be decomposed. As a result, there is a problem that sufficient hydrophilicity may not be imparted to the object.

本発明は、上記の課題に鑑み、樹脂材料からなる対象物に対して、より効果的な表面処理が可能な、ガス供給装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a gas supply device capable of more effective surface treatment on an object made of a resin material.

本発明に係るガス供給装置は、
ラジカル源となる原料物質を含有する原料ガスが流入されるガス流入口と、
前記ガス流入口から流入された前記原料ガスが通流するガス通流路と、
前記ガス通流路内の照射領域に向かって紫外光を発する光源と、
前記紫外光が照射された後の前記原料ガスである処理後ガスを外部に流出させるガス流出口と、
前記ガス流出口に対向する面である対象面に向かう前記紫外光の進行を抑制する遮光部とを備えたことを特徴とする。 The gas supply device according to the present invention
A gas inlet into which a raw material gas containing a raw material that serves as a radical source flows in, and
A gas flow path through which the raw material gas flowing in from the gas inlet passes, and a gas flow path through which the raw material gas flows.
A light source that emits ultraviolet light toward the irradiation region in the gas passage, and
A gas outlet that allows the treated gas, which is the raw material gas after being irradiated with the ultraviolet light, to flow out to the outside,
It is characterized by including a light-shielding portion that suppresses the progress of the ultraviolet light toward the target surface, which is the surface facing the gas outlet.

本明細書中において、「ラジカル」とは、不対電子を持つ化学種（原子、分子）を総称した概念を指す。これらの一例として、Ｏ（³Ｐ）、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）、水素ラジカル（・Ｈ）、・ＮＨ₂、・ＮＨなどが挙げられる。このうち、ラジカルとしてＯ（³Ｐ）が予定されている場合、原料物質は酸素原子を含む物質であり、原料ガスとしては例えば酸素を含む混合ガスや空気が挙げられる。 In the present specification, "radical" refers to a concept that collectively refers to chemical species (atoms, molecules) having unpaired electrons. As these example, O ⁽³ P), hydroxyl radical (· OH), hydrogen radicals _{(· H), · NH 2} , etc. · NH are exemplified. Of these, when O ( ³ P) is planned as a radical, the raw material is a substance containing an oxygen atom, and examples of the raw gas include a mixed gas containing oxygen and air.

上記ガス供給装置によれば、対象面に向かう紫外光の進行を抑制する遮光部が備えられているため、前記対象面が、樹脂材料からなる対象物の表面である場合であっても、ラジカルを含む処理後ガスが吹き付けられる一方、紫外光の照射は抑制される。これにより、対象物に対して所望の表面処理を行うことができる。 According to the gas supply device, since a light-shielding portion for suppressing the progress of ultraviolet light toward the target surface is provided, radicals are provided even when the target surface is the surface of an object made of a resin material. While the treated gas containing the above is blown, the irradiation of ultraviolet light is suppressed. This makes it possible to perform a desired surface treatment on the object.

樹脂表面に親水性の官能基が多く付与されると、紫外光の照射によって樹脂の主鎖が分解されやすくなり、樹脂表面が荒れたり、親水性が低下するおそれがある。しかし、上記の構成によれば、対象物に対して親水性を付与するための表面処理の目的で用いられる場合であっても、対象物の表面に対して照射される紫外光の光量を大きく低下できるため、表面の荒れや親水性の低下という現象の発現を抑制できる。 When a large amount of hydrophilic functional groups are imparted to the resin surface, the main chain of the resin is easily decomposed by irradiation with ultraviolet light, and the resin surface may be roughened or the hydrophilicity may be lowered. However, according to the above configuration, even when used for the purpose of surface treatment for imparting hydrophilicity to an object, the amount of ultraviolet light emitted to the surface of the object is large. Since it can be lowered, it is possible to suppress the occurrence of phenomena such as surface roughness and deterioration of hydrophilicity.

前記遮光部としては、紫外光を反射する材料で構成されていても構わないし、紫外光を吸収する材料で構成されていても構わない。遮光部の具体的な材料としては、Ａｌ、Ａｌ合金、ステンレス、シリカ、シリカアルミナなどの部材、誘電体多層膜などからなるフィルタなどの紫外光に対して反射特性を示す材料や、その他一般的な金属、金属酸化物、又は樹脂などの紫外光に対して吸収特性を示す材料を利用することができる。 The light-shielding portion may be made of a material that reflects ultraviolet light, or may be made of a material that absorbs ultraviolet light. Specific materials for the light-shielding portion include members such as Al, Al alloys, stainless steel, silica, and silica-alumina, materials that exhibit reflection characteristics against ultraviolet light such as filters made of dielectric multilayer films, and other general materials. Materials that exhibit absorption properties for ultraviolet light, such as metals, metal oxides, and resins, can be used.

前記光源は発光管を有してなり、
前記遮光部は、少なくとも前記発光管の前記対象面に近い側の側面に形成されているものとしても構わない。 The light source has an arc tube
The light-shielding portion may be formed at least on the side surface of the arc tube on the side close to the target surface.

例えば、発光管が、ガス流入口からガス流出口に向かう第一方向を長手方向とした形状を呈している場合には、ガス流出口側の端部に係る面（側面）に遮光部が形成されているものとして構わない。また、例えば、発光管が、前記第一方向に直交する方向である第二方向を長手方向とした形状を呈している場合には、第二方向に延伸する発光管の面のうち、ガス流出口の側に対向する領域に遮光部が形成されているものとして構わない。 For example, when the arc tube has a shape in which the first direction from the gas inlet to the gas outlet is the longitudinal direction, a light-shielding portion is formed on the surface (side surface) related to the end on the gas outlet side. It doesn't matter if it is done. Further, for example, when the arc tube has a shape in which the second direction, which is the direction orthogonal to the first direction, is the longitudinal direction, the gas flow among the surfaces of the arc tube extending in the second direction. It may be assumed that a light-shielding portion is formed in the region facing the outlet side.

一例として、前記光源は、前記ガス流入口から前記ガス流出口に向かう第一方向に直交する第二方向を長手方向とする形状を呈し、前記第二方向に沿って延在する前記発光面を有しているものとしても構わない。この場合において、前記遮光部は前記第二方向に延在するものとして構わない。 As an example, the light source has a shape in which a second direction orthogonal to the first direction from the gas inlet to the gas outlet is the longitudinal direction, and the light emitting surface extending along the second direction. It does not matter if it has. In this case, the light-shielding portion may extend in the second direction.

上記構成において、前記ガス供給装置は、前記光源を内蔵する筒状の筐体を有し、
前記ガス通流路は、前記筐体の内壁に囲まれた領域に形成され、
前記ガス流出口は、前記筐体の面のうちの前記対象面に対向する面に、前記第二方向に沿って延伸する開口部からなり、
前記ガス流入口は、前記筐体の面のうち前記ガス流入口が形成されている面とは異なる面に、前記第二方向に沿って延伸する開口部からなるものとして構わない。 In the above configuration, the gas supply device has a tubular housing containing the light source.
The gas passage is formed in a region surrounded by the inner wall of the housing.
The gas outlet comprises an opening extending along the second direction on a surface of the housing facing the target surface.
The gas inflow port may be formed of an opening extending along the second direction on a surface of the housing that is different from the surface on which the gas inflow port is formed.

別の一例として、前記光源は、前記ガス流入口から前記ガス流出口に向かう第一方向を長手方向とする形状を呈し、前記第一方向に沿って延在する前記発光面を有しているものとして構わない。 As another example, the light source has a shape in which the first direction from the gas inlet to the gas outlet is the longitudinal direction, and has the light emitting surface extending along the first direction. It doesn't matter as a thing.

この場合、前記ガス通流路が、前記発光面に囲まれた領域、又は複数の前記発光面に挟まれた領域に形成されているものとしても構わない。また、別の態様として、前記ガス供給装置は、前記光源を内蔵する筒状の筐体を有し、前記ガス通流路が、前記発光面と前記筐体の内壁とに挟まれた領域に形成されているものとしても構わない。 In this case, the gas passage may be formed in a region surrounded by the light emitting surfaces or a region sandwiched between the plurality of light emitting surfaces. As another aspect, the gas supply device has a tubular housing containing the light source, and the gas passage is in a region sandwiched between the light emitting surface and the inner wall of the housing. It may be formed.

前記光源から出射される前記紫外光は、主たる発光波長が２３０ｎｍ未満であるものとしても構わない。 The ultraviolet light emitted from the light source may have a main emission wavelength of less than 230 nm.

本明細書において、「主たる発光波長」とは、ある波長λに対して±１０ｎｍの波長域Ｚ（λ）を発光スペクトル上で規定した場合において、発光スペクトル内における全積分強度に対して４０％以上の積分強度を示す波長域Ｚ（λｉ）における、波長λｉを指す。例えば所定の発光ガスが封入されているエキシマランプなどのように、半値幅が極めて狭く、且つ、特定の波長においてのみ光強度を示す光源においては、通常は、相対強度が最も高い波長（主ピーク波長）をもって、主たる発光波長として構わない。 In the present specification, the “main emission wavelength” is 40% of the total integrated intensity in the emission spectrum when the wavelength range Z (λ) of ± 10 nm with respect to a certain wavelength λ is defined on the emission spectrum. It refers to the wavelength λi in the wavelength region Z (λi) showing the above integrated intensity. For example, in a light source having an extremely narrow half-value width and showing light intensity only at a specific wavelength, such as an excimer lamp in which a predetermined luminescent gas is sealed, the wavelength having the highest relative intensity (main peak) is usually used. Wavelength) may be used as the main emission wavelength.

上記光源としては、例えば、発光ガスとして、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋｒ、ＡｒＢｒ、ＡｒＦ、ＫｒＣｌ、及びＫｒＢｒからなる群に属する少なくとも一種の材料を含むガスを採用した、エキシマランプとすることができる。例えば、発光ガスとしてＸｅを含むエキシマランプによれば、紫外光の主たる発光波長が１７２ｎｍである。 The light source may be, for example, an excimer lamp that employs a gas containing at least one material belonging to the group consisting of Xe, Ar, Kr, ArBr, ArF, KrCl, and KrBr as the light emitting gas. For example, according to an excimer lamp containing Xe as a luminescent gas, the main emission wavelength of ultraviolet light is 172 nm.

本発明のガス供給装置によれば、樹脂材料からなる対象物に対して、より効果的な表面処理が可能となる。 According to the gas supply device of the present invention, more effective surface treatment can be performed on an object made of a resin material.

ガス供給装置の一構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically one configuration example of a gas supply device. 図１に示すガス供給装置が備える光源の構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a light source included in the gas supply device shown in FIG. 1. Ｘｅを含む発光ガスが封入されたエキシマランプの発光スペクトルと、酸素（Ｏ₂）の吸収スペクトルとを重ねて表示したグラフである。It is a graph which superposed the emission spectrum of the excimer lamp containing the luminescent gas containing Xe, and _{the absorption spectrum of oxygen (O 2).} ガス供給装置の別の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another structural example of a gas supply device. ガス供給装置の別の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another structural example of a gas supply device. 図５に示すガス供給装置が備える光源の構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a light source included in the gas supply device shown in FIG. 図５に示すガス供給装置が備える光源の別の構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing another configuration example of a light source included in the gas supply device shown in FIG. ガス供給装置の別の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another structural example of a gas supply device. ガス供給装置の別の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another structural example of a gas supply device. 図８Ａに示すガス供給装置を、図８Ａとは異なる平面で切断したときの模式的な平面図である。It is a schematic plan view when the gas supply device shown in FIG. 8A is cut in a plane different from that in FIG. 8A. 図８Ａに示すガス供給装置を、図８Ａとは異なる平面で切断したときの模式的な平面図である。It is a schematic plan view when the gas supply device shown in FIG. 8A is cut in a plane different from that in FIG. 8A. ガス供給装置の別の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another structural example of a gas supply device. ガス供給装置の別の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another structural example of a gas supply device. ガス供給装置の別の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another structural example of a gas supply device. ガス供給装置の別の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another structural example of a gas supply device. 参考例のガス供給装置の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the gas supply device of a reference example. 実施例と参考例のガス供給装置を用いて対象物を処理したときの、対象物の表面における水接触角の変化の推移を示すグラフである。It is a graph which shows the transition of the change of the water contact angle on the surface of an object when the object is processed by using the gas supply device of an Example and a reference example.

本発明に係るガス供給装置の実施形態につき、以下において説明する。なお、以下の各図は、あくまで模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比は必ずしも実際の寸法比とは一致しない。また、図面間においても寸法比が一致していない場合がある。 An embodiment of the gas supply device according to the present invention will be described below. It should be noted that the following figures are merely schematically illustrated, and the dimensional ratios on the drawings do not always match the actual dimensional ratios. In addition, the dimensional ratios may not match between the drawings.

《構造》
図１は、ガス供給装置の一実施形態の構造を模式的に示す断面図である。図１に示すガス供給装置１は、筒状の筐体３と、筐体３内に配置された光源５と、処理対象となる原料ガスＧ１が流入されるガス流入口１１と、この原料ガスＧ１が通流するガス通流路１０とを備える。また、ガス供給装置１は、ガス通流路１０に連絡され、ガス流入口１１とは反対側の端部（後述する対象物４０側の端部）に、ガス流出口１２を備える。 "Construction"
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an embodiment of a gas supply device. The gas supply device 1 shown in FIG. 1 includes a tubular housing 3, a light source 5 arranged in the housing 3, a gas inlet 11 into which the raw material gas G1 to be processed flows in, and the raw material gas. It is provided with a gas flow path 10 through which G1 passes. Further, the gas supply device 1 is connected to the gas flow path 10 and includes a gas outlet 12 at an end opposite to the gas inflow port 11 (an end on the object 40 side to be described later).

ガス供給装置１は、ガス通流路１０内を通流する原料ガスＧ１に対して、光源５から発せされた紫外光Ｌ１を照射し、原料ガスＧ１に含まれるラジカル源となる原料物質に対して光化学反応を生じさせ、ラジカルを含む処理後ガスＧ２を生成して外部に排出する。ガス流出口１２に対向する位置には、表面処理を行う対象となる対象物４０が載置されており、この対象物４０の表面（対象面）４０ａに対して、ラジカルを含む処理後ガスＧ２が吹き付けられる。すなわち、ガス供給装置１は、対象物４０に対して表面処理を行うために、ラジカルを含むガス（処理後ガスＧ２）を生成して装置外に排出する装置である。 The gas supply device 1 irradiates the raw material gas G1 flowing through the gas flow path 10 with ultraviolet light L1 emitted from the light source 5, and the raw material substance as a radical source contained in the raw material gas G1. To cause a photochemical reaction, the treated gas G2 containing radicals is generated and discharged to the outside. An object 40 to be surface-treated is placed at a position facing the gas outlet 12, and the treated gas G2 containing radicals is placed on the surface (object surface) 40a of the object 40. Is sprayed. That is, the gas supply device 1 is a device that generates a gas containing radicals (treated gas G2) and discharges it to the outside of the device in order to perform surface treatment on the object 40.

ここで、原料ガスＧ１は、ラジカル源となる原料物質を含有するガスである。一例として、ラジカルとしてＯ（³Ｐ）が予定されている場合、原料物質は酸素原子を含む物質であり、原料ガスとしては例えば酸素を含む混合ガスや空気が挙げられる。ガス供給装置１に導入される原料ガスＧ１の種類は、生成したいラジカルに応じて適宜選択されるものとして構わない。 Here, the raw material gas G1 is a gas containing a raw material that serves as a radical source. As an example, when O ( ³ P) is planned as a radical, the raw material is a substance containing an oxygen atom, and the raw material gas includes, for example, a mixed gas containing oxygen or air. The type of the raw material gas G1 introduced into the gas supply device 1 may be appropriately selected according to the radicals to be generated.

光源５は、ガス通流路１０に向かって紫外光Ｌ１を発する発光面５ａを有する。この発光面５ａは、ガス通流路１０の形状に沿って、言い換えれば、原料ガスＧ１（又は処理後ガスＧ２）の通流方向に沿って形成されている。 The light source 5 has a light emitting surface 5a that emits ultraviolet light L1 toward the gas flow path 10. The light emitting surface 5a is formed along the shape of the gas flow path 10, in other words, along the flow direction of the raw material gas G1 (or the treated gas G2).

更に、図１に示すガス供給装置１において、光源５は、方向ｄ２（以下、「第二方向ｄ２」と称する。）を長手方向として延在する形状を呈している。ガス流入口１１は、筐体３の対象物４０とは反対側の面において、第二方向ｄ２に延伸する開口部で構成されている。第二方向ｄ２に延伸して開口されてなるガス流入口１１から流入された原料ガスＧ１は、方向ｄ３（以下、「第三方向ｄ３」と称する。）、及び方向ｄ１（以下、「第一方向ｄ１」と称する。）に進行しながら、紫外光Ｌ１が照射された後、ガス流出口１２から排出される。 Further, in the gas supply device 1 shown in FIG. 1, the light source 5 has a shape extending in the longitudinal direction in the direction d2 (hereinafter, referred to as “second direction d2”). The gas inflow port 11 is composed of an opening extending in the second direction d2 on the surface of the housing 3 opposite to the object 40. The raw material gas G1 flowing in from the gas inflow port 11 extending and opening in the second direction d2 has a direction d3 (hereinafter referred to as “third direction d3”) and a direction d1 (hereinafter referred to as “first direction d3”). After being irradiated with ultraviolet light L1 while advancing in the direction d1), the gas is discharged from the gas outlet 12.

本実施形態では、光源５の例として、エキシマランプが採用される。この場合の構造の一例について、図２を参照して説明する。図２は、光源５を、第一方向ｄ１及び第三方向ｄ３で形成される平面（以下、「平面Ｄ１３」と称する。）で切断したときの模式的な断面図である。 In this embodiment, an excimer lamp is adopted as an example of the light source 5. An example of the structure in this case will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view when the light source 5 is cut in a plane (hereinafter, referred to as “plane D13”) formed in the first direction d1 and the third direction d3.

図２に示す光源５は、第二方向ｄ２に見たときに矩形状を呈し、第二方向ｄ２に沿って延伸する発光管２１を有する。発光管２１の一方の外表面には第一電極３１が配設され、発光管２１の外表面であって第一電極３１と対向する位置は第二電極３２が配設される。第一電極３１及び第二電極３２のうち、少なくともガス通流路１０側に位置する電極（ここでは第一電極３１）は、紫外光Ｌ１が発光管２１の外側に出射することへの妨げにならないよう、メッシュ形状（網目形状）又は線形状を呈している。これらの電極（３１，３２）には、不図示の給電線が接続されている。 The light source 5 shown in FIG. 2 has a rectangular shape when viewed in the second direction d2, and has a light emitting tube 21 extending along the second direction d2. The first electrode 31 is arranged on one outer surface of the arc tube 21, and the second electrode 32 is arranged on the outer surface of the arc tube 21 at a position facing the first electrode 31. Of the first electrode 31 and the second electrode 32, the electrode located at least on the gas flow path 10 side (here, the first electrode 31) prevents the ultraviolet light L1 from being emitted to the outside of the arc tube 21. It has a mesh shape (mesh shape) or a line shape so as not to become. Feed lines (not shown) are connected to these electrodes (31, 32).

発光管２１の第二電極３２側の面、より詳細には、対象面４０ａに対向する面には、遮光部６が設けられている。この遮光部６は、紫外光Ｌ１を実質的に透過しない材料であればよく、例えば紫外光Ｌ１に対して反射性を有していても構わないし、吸光性を示していても構わない。なお、「実質的に透過しない」、とは、遮光部６に対して光を入射したときに、入射光量に対する遮光部６を透過した光の光量の比率が１／ｅ（ｅはネイピア数）未満（約３７％未満）であるものを指す。 A light-shielding portion 6 is provided on the surface of the arc tube 21 on the side of the second electrode 32, more specifically, on the surface facing the target surface 40a. The light-shielding portion 6 may be made of a material that does not substantially transmit the ultraviolet light L1, and may have, for example, reflectivity with respect to the ultraviolet light L1 or may exhibit absorption. In addition, "substantially not transmitted" means that when light is incident on the light-shielding portion 6, the ratio of the amount of light transmitted through the light-shielding portion 6 to the amount of incident light is 1 / e (e is the number of Napiers). Less than (less than about 37%).

第二電極３２は、好ましくは膜形状を呈しているが、メッシュ形状（網目形状）又は線形状を呈していても構わない。少なくとも後者の場合には、遮光部６は、図２に示すように、第二電極３２を覆うように設けられる。一方、前者の場合であって、且つ第二電極３２が紫外光Ｌ１を実質的に透過しない材料からなる場合には、発光管２１の対象面４０ａ側に位置する側面のうち、第二電極３２が形成されていない領域にのみ設けられているものとしても構わない。この遮光部６の機能については後述される。 The second electrode 32 preferably has a film shape, but may have a mesh shape (mesh shape) or a line shape. At least in the latter case, the light-shielding portion 6 is provided so as to cover the second electrode 32 as shown in FIG. On the other hand, in the former case, and when the second electrode 32 is made of a material that does not substantially transmit ultraviolet light L1, the second electrode 32 is one of the side surfaces of the arc tube 21 located on the target surface 40a side. It may be provided only in the region where is not formed. The function of the light-shielding portion 6 will be described later.

発光管２１は、合成石英ガラスなどの誘電体からなり、第一電極３１と第二電極３２とで挟まれた内部空間において発光空間が形成される。この発光空間内には、放電によってエキシマ分子を形成する発光ガス２３Ｇが封入されている。 The arc tube 21 is made of a dielectric material such as synthetic quartz glass, and a light emitting space is formed in an internal space sandwiched between the first electrode 31 and the second electrode 32. In this light emitting space, a light emitting gas 23G that forms excimer molecules by electric discharge is enclosed.

なお、発光ガス２３Ｇの材料によって、発光管２１から発せられる紫外光Ｌ１の波長が決定される。言い換えれば、紫外光Ｌ１として得たい波長に応じて、発光ガス２３Ｇの材料は適宜選択される。発光ガス２３Ｇとしては、例えば、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋｒ、ＡｒＢｒ、ＡｒＦ、ＫｒＣｌ、及びＫｒＢｒからなる群に属する少なくとも一種の材料を含むガスとすることができる。これらの材料によって発光ガス２３Ｇを実現した場合、紫外光Ｌ１の主たる発光波長は、２３０ｎｍ未満となる。 The wavelength of the ultraviolet light L1 emitted from the arc tube 21 is determined by the material of the luminescent gas 23G. In other words, the material of the luminescent gas 23G is appropriately selected according to the wavelength desired to be obtained as the ultraviolet light L1. The luminescent gas 23G can be, for example, a gas containing at least one material belonging to the group consisting of Xe, Ar, Kr, ArBr, ArF, KrCl, and KrBr. When the luminescent gas 23G is realized by these materials, the main luminescent wavelength of the ultraviolet light L1 is less than 230 nm.

エキシマランプで構成された光源５は、不図示の点灯電源から給電線を介して第一電極３１と第二電極３２との間に、例えば５０ｋＨｚ〜５ＭＨｚ程度の高周波の交流電圧が印加されると、発光ガス２３Ｇに対して、発光管２１を介して前記電圧が印加される。このとき、発光ガス２３Ｇが充填されている放電空間内で放電プラズマが生じ、発光ガス２３Ｇの原子が励起されてエキシマ状態となり、この原子が基底状態に移行する際にエキシマ発光を生じる。発光ガス２３Ｇとして、上述したキセノン（Ｘｅ）を含むガスを用いた場合には、このエキシマ発光は、１７２ｎｍ近傍にピーク波長を有する紫外光Ｌ１となる。 In the light source 5 composed of an excimer lamp, when a high-frequency AC voltage of, for example, about 50 kHz to 5 MHz is applied between the first electrode 31 and the second electrode 32 from a lighting power source (not shown) via a feeder line. The voltage is applied to the light emitting gas 23G via the light emitting tube 21. At this time, a discharge plasma is generated in the discharge space filled with the luminescent gas 23G, an atom of the luminescent gas 23G is excited to enter an excimer state, and when this atom shifts to the ground state, excimer emission is generated. When the above-mentioned gas containing xenon (Xe) is used as the luminescent gas 23G, this excimer luminescence becomes ultraviolet light L1 having a peak wavelength in the vicinity of 172 nm.

上述したように、発光管２１の、ガス通流路１０の側の面にはメッシュ形状又は線形状を呈した第一電極３１が形成されている。このため、第一電極３１には隙間が存在し、紫外光Ｌ１はガス通流路１０に向かって照射される。すなわち、光源５は、第二方向ｄ２に沿って延在する発光管２１の面によって形成される発光面５ａ（図１参照）を有する。 As described above, the first electrode 31 having a mesh shape or a linear shape is formed on the surface of the arc tube 21 on the gas flow path side side. Therefore, there is a gap in the first electrode 31, and the ultraviolet light L1 is irradiated toward the gas flow path 10. That is, the light source 5 has a light emitting surface 5a (see FIG. 1) formed by the surface of the light emitting tube 21 extending along the second direction d2.

図３は、Ｘｅを含む発光ガス２３Ｇが封入されたエキシマランプで構成された光源５の発光スペクトルと、酸素（Ｏ₂）の吸収スペクトルとを重ねて表示したグラフである。図３において、横軸は波長を示し、左縦軸はエキシマランプの光強度の相対値を示し、右縦軸は、酸素（Ｏ₂）の吸収係数を示す。 FIG. 3 is a graph in which the emission spectrum of the light source 5 configured by the excimer lamp in which the emission gas 23G containing Xe is enclosed and _{the absorption spectrum of oxygen (O 2} ) are superimposed and displayed. In FIG. 3, the horizontal axis represents the wavelength, the left vertical axis represents the relative value of the light intensity of the excimer lamp, and the right vertical axis represents the absorption coefficient of _{oxygen (O 2).}

エキシマランプの発光ガス２３ＧとしてＸｅを含むガスを用いる場合、図３に示されるように、光源５から出射される紫外光Ｌ１は、主たる発光波長が１７２ｎｍであり、およそ１６０ｎｍ以上１９０ｎｍ以下の範囲内に帯域を有する。 When a gas containing Xe is used as the emission gas 23G of the excimer lamp, as shown in FIG. 3, the ultraviolet light L1 emitted from the light source 5 has a main emission wavelength of 172 nm and is within a range of about 160 nm or more and 190 nm or less. Has a band in.

原料ガスＧ１として酸素（Ｏ₂）を含むガスが採用された場合、光源５から出射された波長λの紫外光Ｌ１が照射され、酸素（Ｏ₂）に吸収されると、以下の（１）式及び（２）式の反応が進行する。（１）式において、Ｏ（¹Ｄ）は、励起状態のＯ原子であり、極めて高い反応性を示す。Ｏ（³Ｐ）は基底状態のＯ原子である。（１）式と（２）式の反応は、紫外光Ｌ１の波長成分に応じて生じる。
Ｏ₂ + ｈν（λ） → Ｏ（¹Ｄ） + Ｏ（³Ｐ） ‥‥（１）
Ｏ₂ + ｈν（λ） → Ｏ（³Ｐ） + Ｏ（³Ｐ） ‥‥（２） _{When a gas containing oxygen (O 2} ) is adopted as the raw material gas G1, when the ultraviolet light L1 of the wavelength λ emitted from the light source 5 is irradiated _{and absorbed by the oxygen (O 2} ), the following (1) The reactions of Eq. And Eq. (2) proceed. In equation (1), O ( ¹ D) is an excited O atom and exhibits extremely high reactivity. O ( ³ P) is an O atom in the ground state. The reaction of equations (1) and (2) occurs depending on the wavelength component of the ultraviolet light L1.
O ₂ + hν (λ) → O ( ¹ D) + O ( ³ P) ‥‥ (1)
O ₂ + hν (λ) → O ( ³ P) + O ( ³ P) ‥‥ (2)

すなわち、原料ガスＧ１に対して紫外光Ｌ１が照射されると、Ｏ（¹Ｄ）やＯ（³Ｐ）といったラジカルを含む処理後ガスＧ２が生成される。光源５の発光面５ａは、通流方向に沿って延在するため、処理後ガスＧ２がガス通流路１０内を通流中も、引き続き紫外光Ｌ１が照射される。このため、処理後ガスＧ２に含まれる、未反応のラジカル源となる原料物質に対しても、次々と光化学反応が生じる。これにより、処理後ガスＧ２は、ラジカルを高濃度で含んだ状態のまま、ガス流出口１２の近傍まで進行する。 That is, when the raw material gas G1 is irradiated with ultraviolet light L1, the treated gas G2 containing radicals such as ^{O (1} D) and O ( ^{3 P) is generated.} Since the light emitting surface 5a of the light source 5 extends along the flow direction, the ultraviolet light L1 is continuously irradiated even while the treated gas G2 is flowing through the gas flow path 10. Therefore, a photochemical reaction occurs one after another with respect to the raw material which is an unreacted radical source contained in the treated gas G2. As a result, the treated gas G2 proceeds to the vicinity of the gas outlet 12 while containing a high concentration of radicals.

よって、図１に示すように、ガス流出口１２に対向する位置に対象物４０が載置されると、ガス流出口１２から排出されたラジカルを含む原料ガスＧ１が、この対象物４０の面（対象面４０ａ）に対して吹き付けられる。これにより、対象面４０ａに対して処理が施される。 Therefore, as shown in FIG. 1, when the object 40 is placed at a position facing the gas outlet 12, the raw material gas G1 containing radicals discharged from the gas outlet 12 becomes the surface of the object 40. It is sprayed on (target surface 40a). As a result, the target surface 40a is processed.

また上述したように、本実施形態のガス供給装置１によれば、対象面４０ａに対向する位置には遮光部６が設けられている。このため、光源５から出射される紫外光Ｌ１が対象面４０ａに対して照射されるのが抑制でき、対象物４０が樹脂材料からなる場合であっても、樹脂を構成する分子構造が紫外光Ｌ１によって分解されにくくなる。この結果については、実施例を参照して後述される。 Further, as described above, according to the gas supply device 1 of the present embodiment, the light-shielding portion 6 is provided at a position facing the target surface 40a. Therefore, it is possible to suppress the irradiation of the target surface 40a with the ultraviolet light L1 emitted from the light source 5, and even when the target 40 is made of a resin material, the molecular structure constituting the resin is ultraviolet light. It becomes difficult to be decomposed by L1. This result will be described later with reference to Examples.

《変形例》
ガス供給装置１の構造は、種々の変形が可能である。以下、これらの構成例について説明する。 << Modification example >>
The structure of the gas supply device 1 can be variously modified. Hereinafter, these configuration examples will be described.

〈１〉図４に示すように、ガス流入口１１とガス流出口１２とは、第一方向ｄ１に関して対向する位置に配置されて、これらの間に光源５が配置されているものとしても構わない。この場合、光源５の面のうち、第一方向ｄ１に関してガス流出口１２と対向する領域には、遮光部６が設けられているものとして構わない。かかる構成によっても、光源５から出射された紫外光Ｌ１が、ガス流出口１２を介して対象面４０ａに照射されることを抑制できる。 <1> As shown in FIG. 4, the gas inlet 11 and the gas outlet 12 may be arranged at positions facing each other with respect to the first direction d1, and the light source 5 may be arranged between them. do not have. In this case, a light-shielding portion 6 may be provided in a region of the surface of the light source 5 facing the gas outlet 12 with respect to the first direction d1. Even with such a configuration, it is possible to prevent the ultraviolet light L1 emitted from the light source 5 from being irradiated to the target surface 40a via the gas outlet 12.

〈２〉本発明において、ガス供給装置１が備える光源５の形状は限定されない。例えば、図５に示すように、第二方向ｄ２から見たときに、光源５が円形状を呈しているものとしても構わない。このような光源５の具体的な構造の一例を図６Ａ及び図６Ｂに示す。 <2> In the present invention, the shape of the light source 5 included in the gas supply device 1 is not limited. For example, as shown in FIG. 5, the light source 5 may have a circular shape when viewed from the second direction d2. An example of a specific structure of such a light source 5 is shown in FIGS. 6A and 6B.

図６Ａに示す光源５は、いわゆる「二重管構造」と呼ばれるエキシマランプである。より詳細には、光源５は、第二方向ｄ２に延伸する発光管２１を有し、この発光管２１は、円筒形状を呈し外側に位置する外側管２１ａと、外側管２１ａの内側において外側管２１ａと同軸上に配置されており、外側管２１ａよりも内径が小さい円筒形状を呈した内側管２１ｂとを有する。外側管２１ａと内側管２１ｂとは、共に第二方向ｄ２に係る端部において封止されている（不図示）。外側管２１ａと内側管２１ｂの間には、第二方向ｄ２から見たときに円環形状を呈する発光空間が形成され、この発光空間内に発光ガス２３Ｇが封入されている。 The light source 5 shown in FIG. 6A is an excimer lamp having a so-called “double tube structure”. More specifically, the light source 5 has a light emitting tube 21 extending in the second direction d2, and the light emitting tube 21 has a cylindrical shape and is located on the outside of the outer tube 21a and the outer tube 21a inside the outer tube 21a. It has an inner tube 21b which is arranged coaxially with the 21a and has a cylindrical shape having an inner diameter smaller than that of the outer tube 21a. Both the outer pipe 21a and the inner pipe 21b are sealed at the end portion related to the second direction d2 (not shown). A light emitting space having an annular shape when viewed from the second direction d2 is formed between the outer tube 21a and the inner tube 21b, and the light emitting gas 23G is sealed in this light emitting space.

そして、第一電極３１が外側管２１ａの外壁面上に配設され、第二電極３２が内側管２１ｂの内壁面上に配設されている。発光管２１内で発生した紫外光Ｌ１を発光管２１の外側に進行させるため、第一電極３１はメッシュ形状又は線形状を呈している。なお、第二電極３２は、膜形状を呈していても構わないし、第一電極３１と同様にメッシュ形状又は線形状であっても構わない。 The first electrode 31 is arranged on the outer wall surface of the outer tube 21a, and the second electrode 32 is arranged on the inner wall surface of the inner tube 21b. In order to allow the ultraviolet light L1 generated in the arc tube 21 to travel to the outside of the arc tube 21, the first electrode 31 has a mesh shape or a linear shape. The second electrode 32 may have a film shape, or may have a mesh shape or a linear shape like the first electrode 31.

図６Ｂに示す光源５は、いわゆる「一重管構造」と呼ばれるエキシマランプである。より詳細には、光源５は、第二方向ｄ２に延伸する発光管２１を有している。発光管２１は、第二方向ｄ２に係る端部において封止されており（不図示）、内側の空間内には発光ガス２３Ｇが封入されている。そして、発光管２１の内側（内部）には第二電極３２が配設され、発光管２１の外壁面には、網目形状又は線形状の第一電極３１が配設される。 The light source 5 shown in FIG. 6B is an excimer lamp having a so-called “single tube structure”. More specifically, the light source 5 has a light emitting tube 21 extending in the second direction d2. The arc tube 21 is sealed at the end of the second direction d2 (not shown), and the luminescent gas 23G is sealed in the inner space. A second electrode 32 is arranged inside (inside) the arc tube 21, and a mesh-shaped or linear first electrode 31 is arranged on the outer wall surface of the arc tube 21.

〈３〉図７に示すように、ガス流出口１２は、第一方向ｄ１及び第三方向ｄ３がなす平面（平面Ｄ１３）に関して、光源５の外側に設けられていても構わない。この場合も、光源５の対象面４０ａ側の面には、遮光部６が設けられているため、対象面４０ａに向かって紫外光Ｌ１が進行することが抑制される。 <3> As shown in FIG. 7, the gas outlet 12 may be provided outside the light source 5 with respect to the plane (plane D13) formed by the first direction d1 and the third direction d3. Also in this case, since the light-shielding portion 6 is provided on the surface of the light source 5 on the target surface 40a side, the ultraviolet light L1 is suppressed from advancing toward the target surface 40a.

〈４〉上記各実施形態では、光源５が第二方向ｄ２に沿って延在するものとして説明した。しかし、ガス流入口１１からガス流出口１２に向かう第一方向ｄ１に沿って、光源５が延在するものとしても構わない。 <4> In each of the above embodiments, the light source 5 has been described as extending along the second direction d2. However, the light source 5 may extend along the first direction d1 from the gas inlet 11 to the gas outlet 12.

図８Ａは、ガス供給装置１の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。また、図８Ｂは、図８Ａに示すガス供給装置１を、図８Ａとは異なる平面である、第二方向ｄ２及び第三方向ｄ３がなす平面（以下、「平面Ｄ２３」と称する。）で切断したときの模式的な断面図である。 FIG. 8A is a cross-sectional view schematically showing the configuration of one embodiment of the gas supply device 1. Further, FIG. 8B cuts the gas supply device 1 shown in FIG. 8A by a plane formed by the second direction d2 and the third direction d3 (hereinafter, referred to as “plane D23”), which is a plane different from that of FIG. 8A. It is a schematic cross-sectional view at the time of.

図８Ａ及び図８Ｂに示すガス供給装置１が備える光源５は、第一方向ｄ１に沿って延伸する発光管２１を有する。なお、この光源５は、図６Ａを参照して上述したのと同様に、二重管構造のエキシマランプに対応する。ただし、図６Ａに示す構造とは異なり、内側管２１ｂの内側に形成されている中空の筒状空間が、ガス通流路１０を構成する。すなわち、図８Ａに示すガス供給装置１では、発光管２１の内側に向かって紫外光Ｌ１が進行する。よって、図６Ａに示す構造とは異なり、第二電極３２がメッシュ形状又は線形状を呈する。 The light source 5 included in the gas supply device 1 shown in FIGS. 8A and 8B has a light emitting tube 21 extending along the first direction d1. The light source 5 corresponds to an excimer lamp having a double-tube structure, as described above with reference to FIG. 6A. However, unlike the structure shown in FIG. 6A, the hollow tubular space formed inside the inner pipe 21b constitutes the gas passage passage 10. That is, in the gas supply device 1 shown in FIG. 8A, the ultraviolet light L1 travels toward the inside of the arc tube 21. Therefore, unlike the structure shown in FIG. 6A, the second electrode 32 has a mesh shape or a line shape.

なお、第一電極３１については、膜形状を呈していても構わないし、メッシュ形状や線形状を呈していても構わない。前者の場合には第一電極３１が紫外光Ｌ１に対して反射性を示す金属材料で構成されるのが好ましい。また、後者の場合には、図８Ｃに示すように、第一電極３１と筐体３の間に、紫外光Ｌ１を反射する反射部材３３を備えるものとしても構わない。この反射部材３３は、紫外光Ｌ１に対する高い反射率（例えば８０％以上）を示す材料で構成されており、例えば、Ａｌ、Ａｌ合金、ステンレス、シリカ、シリカアルミナなどを利用することができる。これらの場合、発光管２１から外側に進行する紫外光Ｌ１を、発光管２１の内側に構成されるガス通流路１０側に導くことができ、原料ガスＧ１に対する紫外光Ｌ１の照射光量が向上する。 The first electrode 31 may have a film shape, or may have a mesh shape or a line shape. In the former case, the first electrode 31 is preferably made of a metal material that is reflective to ultraviolet light L1. Further, in the latter case, as shown in FIG. 8C, a reflecting member 33 that reflects ultraviolet light L1 may be provided between the first electrode 31 and the housing 3. The reflective member 33 is made of a material that exhibits a high reflectance (for example, 80% or more) with respect to ultraviolet light L1, and for example, Al, Al alloy, stainless steel, silica, silica alumina, and the like can be used. In these cases, the ultraviolet light L1 traveling outward from the arc tube 21 can be guided to the gas passage 10 side formed inside the arc tube 21, and the amount of ultraviolet light L1 irradiating the raw material gas G1 is improved. do.

図８Ａに示すガス供給装置１は、光源５のガス流出口１２側の端部に遮光部６を有する。これにより、発光管２１から第一方向ｄ１に進行した紫外線Ｌ１が対象面４０ａに照射されることが抑制される。 The gas supply device 1 shown in FIG. 8A has a light-shielding portion 6 at the end of the light source 5 on the gas outlet 12 side. As a result, it is possible to prevent the target surface 40a from being irradiated with the ultraviolet L1 that has traveled from the arc tube 21 in the first direction d1.

また、ガス流入口１１からガス流出口１２に向かう第一方向ｄ１に沿って光源５が延在する場合においても、光源５の外側にガス通流路１０が形成されているものとしても構わない（図９参照）。この場合においても、光源５のガス流出口１２側の端部に遮光部６が設けられることで、対象面４０ａに向かって紫外光Ｌ１が進行することが抑制される。なお、この図９に示すガス供給装置１が備える光源５としては、上述した各タイプのエキシマランプを使用することができる。 Further, even when the light source 5 extends along the first direction d1 from the gas inlet 11 to the gas outlet 12, the gas passage 10 may be formed outside the light source 5. (See FIG. 9). Also in this case, by providing the light-shielding portion 6 at the end of the light source 5 on the gas outlet 12 side, it is possible to prevent the ultraviolet light L1 from advancing toward the target surface 40a. As the light source 5 included in the gas supply device 1 shown in FIG. 9, each type of excimer lamp described above can be used.

〈５〉ガス供給装置１は、複数の光源５を備えるものとしても構わない（図１０、図１１参照）。例えば、図１０に示すガス供給装置１は、第二方向ｄ２に沿って延在する発光面５ａを有した光源５を４つ備え、それぞれの光源５に挟まれた領域にガス通流路１０が形成されている。各光源５は、対象面４０ａ側の面において遮光部６が設けられている。 <5> The gas supply device 1 may include a plurality of light sources 5 (see FIGS. 10 and 11). For example, the gas supply device 1 shown in FIG. 10 includes four light sources 5 having a light emitting surface 5a extending along the second direction d2, and a gas flow path 10 is provided in a region sandwiched between the respective light sources 5. Is formed. Each light source 5 is provided with a light-shielding portion 6 on the surface on the target surface 40a side.

また、図１１に示すガス供給装置１は、第二方向ｄ２に沿って延在する発光面５ａを有した光源５を３つ備え、それぞれの光源５に挟まれた領域、及び光源５と筐体３に囲まれた領域にガス通流路１０が形成されている。図１１に示す光源５は、図５に示す光源５と同様に、第二方向ｄ２から見たときに円形状を示しており、対象面４０ａに対向する領域に遮光部６が設けられている。 Further, the gas supply device 1 shown in FIG. 11 includes three light sources 5 having a light emitting surface 5a extending along the second direction d2, a region sandwiched between the respective light sources 5, and the light source 5 and a casing. A gas passage 10 is formed in a region surrounded by the body 3. Like the light source 5 shown in FIG. 5, the light source 5 shown in FIG. 11 has a circular shape when viewed from the second direction d2, and a light-shielding portion 6 is provided in a region facing the target surface 40a. ..

図１０に示すガス供給装置１は複数のガス流入口１１を備え、ガス流入口１１毎に、それぞれのガス流入口１１から流入した原料ガスＧ１が通流するガス通流路１０が設けられている。また、紫外光Ｌ１が照射された処理後ガスＧ２を流出させるガス流出口１２が、ガス通流路１０毎に設けられている。 The gas supply device 1 shown in FIG. 10 is provided with a plurality of gas inlets 11, and each gas inlet 11 is provided with a gas passage 10 through which the raw material gas G1 flowing in from each gas inlet 11 passes. There is. Further, a gas outlet 12 for letting out the treated gas G2 irradiated with the ultraviolet light L1 is provided for each gas flow path 10.

図１１に示すガス供給装置１は、図１０に示すガス供給装置１と同様に複数のガス流入口１１を備えているが、流入された原料ガスＧ１は、ガス通流路１０内で合流可能に構成されている。ガス通流路１０を通流している間に、原料ガスＧ１は光源５からの紫外光Ｌ１が照射されて、ラジカルを含む処理後ガスＧ２として、ガス流出口１２から対象物４０に向かって吹き付けられる。 The gas supply device 1 shown in FIG. 11 is provided with a plurality of gas inlets 11 like the gas supply device 1 shown in FIG. 10, but the inflowing raw material gas G1 can merge in the gas flow path 10. It is configured in. While flowing through the gas flow path 10, the raw material gas G1 is irradiated with ultraviolet light L1 from the light source 5 and is sprayed as the treated gas G2 containing radicals from the gas outlet 12 toward the object 40. Be done.

ガス供給装置１が複数の光源５を備える場合においても、上述した実施形態と同様に、各光源５は、対象物４０に対向する側に遮光部６が設けられているため、光源５から出射された紫外光Ｌ１が対象物４０に照射される事態が抑制されている。 Even when the gas supply device 1 includes a plurality of light sources 5, each light source 5 emits light from the light source 5 because the light-shielding portion 6 is provided on the side facing the object 40, as in the above-described embodiment. The situation where the ultraviolet light L1 is irradiated to the object 40 is suppressed.

なお、図１０に示すガス供給装置１において、各光源５は第一方向ｄ１に沿って延在する発光面５ａを有する構成としても構わない。この場合、各光源５は、第一方向ｄ１を長手方向とする形状を呈する。また、図１０及び図１１に示すガス供給装置１が備える光源５の数は任意である。 In the gas supply device 1 shown in FIG. 10, each light source 5 may have a light emitting surface 5a extending along the first direction d1. In this case, each light source 5 has a shape in which the first direction d1 is the longitudinal direction. Further, the number of light sources 5 included in the gas supply device 1 shown in FIGS. 10 and 11 is arbitrary.

〈６〉上記各実施形態において、ガス通流路１０は、ガス流出口１２側の端部において、ガス流入口１１に近い位置（すなわち上流側）と比較して、流路断面積が小さい通流領域（狭小部）を有しているものとしても構わない。例えば、図１２に示すガス供給装置１は、ガス流出口１２側の端部において、流路断面積が連続的に縮小する狭小部１３を備えている。 <6> In each of the above embodiments, the gas flow path 10 has a smaller flow path cross-sectional area at the end on the gas outlet 12 side than the position closer to the gas inlet 11 (that is, the upstream side). It may have a flow area (narrow part). For example, the gas supply device 1 shown in FIG. 12 includes a narrow portion 13 at an end portion on the gas outlet 12 side where the cross-sectional area of the flow path is continuously reduced.

ガス通流路１０内を通流する原料ガスＧ１は、光源５からの紫外光Ｌ１が照射されることで、ラジカルを含む状態となる（処理後ガスＧ２）。この処理後ガスＧ２は、狭小部１３に到達すると、狭小部１３内を通流時に流速を速めながらガス流出口１２に向かって進行した後、ガス流出口１２から対象物４０に向かって排出される。 The raw material gas G1 flowing through the gas flow path 10 is in a state of containing radicals when irradiated with ultraviolet light L1 from the light source 5 (treated gas G2). When the treated gas G2 reaches the narrow portion 13, it travels toward the gas outlet 12 while increasing the flow velocity when flowing through the narrow portion 13, and then is discharged from the gas outlet 12 toward the object 40. NS.

酸素ラジカル（Ｏ（³Ｐ））は、周囲に酸素ガス（Ｏ₂）が存在すると、これに反応して、（３）式に従ってオゾン（Ｏ₃）を生成する。かかる反応が生じると、Ｏ（³Ｐ）の濃度が低下してしまう。
Ｏ（³Ｐ） + Ｏ₂→ Ｏ₃ ‥‥（３） The oxygen radical (O ( ³ P)) reacts with the presence of oxygen gas (O ₂ ) in the surroundings to generate _{ozone (O 3} ) according to the equation (3). If such a reaction occurs, the concentration of O ⁽³ P) decreases.
O ( ³ P) + O ₂ → O ₃ ‥‥ (3)

しかし、上記の構成によれば、ガス流出口１２から排出される際に処理後ガスＧ２の流速が速められるため、上記（３）式の反応が充分進行しない時間内に、対象物４０の表面（対象面４０ａ）に到達することができる。この結果、対象面４０ａに対してラジカルを高濃度に含んだ状態で処理後ガスＧ２を吹き付けることができる。 However, according to the above configuration, the flow velocity of the treated gas G2 is increased when the gas is discharged from the gas outlet 12, so that the surface of the object 40 is within a time when the reaction of the above formula (3) does not sufficiently proceed. (Target surface 40a) can be reached. As a result, the treated gas G2 can be sprayed on the target surface 40a in a state of containing a high concentration of radicals.

〈７〉上述した各構成例を相互に応用してガス供給装置１を実現しても構わない。 <7> The gas supply device 1 may be realized by mutually applying the above-described configuration examples.

《検証》
実施例及び参考例のガス供給装置を用いて、樹脂製の対象物４０の表面を処理したときの、対象物４０の表面（対象面４０ａ）の親水性の程度を比較した。 "inspection"
The degree of hydrophilicity of the surface of the object 40 (object surface 40a) when the surface of the resin object 40 was treated using the gas supply devices of Examples and Reference Examples was compared.

（実施例）
図８Ａに示すガス供給装置１が採用された。具体的な条件は以下の通りである。
・光源５は、第一方向ｄ１に係る長さが５０ｍｍの筒状体の側面形状を呈した発光面５ａを有した、Ｘｅエキシマランプであった（主たるピーク波長が１７２ｎｍ）。発光面５ａに囲まれてなる領域（ガス通流路１０）は、直径５ｍｍの円形状であった。
・ガス流入口１１及びガス流出口１２は、いずれもガス通流路１０と同じく直径５ｍｍの円形状であった。
・光源５を構成する発光管２１（図８Ｂ参照）の、ガス流出口１２側の端部から１ｍｍの間の領域に、ステンレス製の遮光部６が設けられていた。 (Example)
The gas supply device 1 shown in FIG. 8A was adopted. The specific conditions are as follows.
The light source 5 was an Xe excimer lamp having a light emitting surface 5a having a side surface shape of a tubular body having a length of 50 mm in the first direction d1 (main peak wavelength is 172 nm). The region (gas flow path 10) surrounded by the light emitting surface 5a had a circular shape with a diameter of 5 mm.
The gas inlet 11 and the gas outlet 12 both had a circular shape with a diameter of 5 mm, similar to the gas passage 10.
A stainless steel light-shielding portion 6 was provided in a region of the arc tube 21 (see FIG. 8B) constituting the light source 5 from the end on the gas outlet 12 side to 1 mm.

（参考例）
遮光部６を備えない点を除き、実施例と共通の条件とされた。参考例のガス供給装置１００の模式的な構造を図１３に示す。 (Reference example)
The conditions were the same as those in the examples, except that the light-shielding portion 6 was not provided. A schematic structure of the gas supply device 100 of the reference example is shown in FIG.

（実験内容）
実施例及び参考例のガス供給装置１において、いずれも発光面５ａにおける照度５０ｍＷ／ｃｍ²で紫外光Ｌ１をガス通流路１０に対して照射しながら、９９．５％の窒素ガスと０．５％の酸素ガスの混合ガスからなる原料ガスＧ１を、流量３０Ｌ／min でガス流入口１１から流入させた。そして、ガス流出口１２からの離間距離が１０ｍｍの位置において、対象物４０としての１０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍの直方体形状のポリプロピレン製の樹脂板を、第三方向ｄ３の向きに２０ｍｍ／秒の速度で往復させた。対象物４０がガス流出口１２の直下を５回通過するたびに、対象物４０の表面の水接触角を、ＪＩＳＲ３２５７「基板ガラス表面のぬれ性試験方法」に準拠した方法で測定した。 (Experimental content)
In the gas supply apparatus 1 of the Examples and Reference Examples, all while irradiating ultraviolet light L1 with intensity 50 mW / cm ² in the light-emitting surface 5a with respect to the gas flow path 10, 99.5% of nitrogen gas and 0. The raw material gas G1 composed of a mixed gas of 5% oxygen gas was flowed in from the gas inflow port 11 at a flow rate of 30 L / min. Then, at a position where the distance from the gas outlet 12 is 10 mm, a rectangular parallelepiped polypropylene resin plate of 10 mm × 10 mm × 1 mm as the object 40 is placed in the direction of the third direction d3 at a speed of 20 mm / sec. I made it go back and forth. Each time the object 40 passed directly under the gas outlet 12 five times, the water contact angle on the surface of the object 40 was measured by a method in accordance with JIS R 3257 “Wetting property test method for substrate glass surface”.

図１４は、上記実験結果を示すグラフである。なお、図１４において、横軸は処理後ガスＧ２が吹き付けられた回数であり、縦軸は水接触角である。図１４によれば、実施例及び参考例の双方とも、処理後ガスＧ２の吹付けが開始された直後は、徐々に水接触角が低下しており、親水性が付与され始めていることが分かる。しかし、参考例は、吹付け回数が１０回を超えたあたりから、水接触角が上昇をし始めており、親水性が低下し始めていることが確認される。これに対し、実施例では、水接触角が引き続き低下傾向にあり、対象物４０に対して高い親水性が付与されていることが分かる。 FIG. 14 is a graph showing the above experimental results. In FIG. 14, the horizontal axis is the number of times the treated gas G2 is sprayed, and the vertical axis is the water contact angle. According to FIG. 14, it can be seen that in both the examples and the reference examples, immediately after the spraying of the treated gas G2 was started, the water contact angle gradually decreased and hydrophilicity began to be imparted. .. However, in the reference example, it is confirmed that the water contact angle starts to increase and the hydrophilicity starts to decrease when the number of sprays exceeds 10. On the other hand, in the examples, it can be seen that the water contact angle continues to decrease, and high hydrophilicity is imparted to the object 40.

上記の実験からは、参考例の場合には、光源５から出射された一部の紫外光Ｌ１が、樹脂製の対象物４０に対して照射されることで、樹脂を構成する分子構造が分解され、親水性が低下したものと考えられる。この現象が生じた理由につき、本発明者らは、最表面の領域に導入されていた親水基を含む分子構造が分解されて気化された結果、それよりも下層に位置する、親水性の低い領域が最表面に現れたことで、親水性が低下したものと推察している。 From the above experiment, in the case of the reference example, the molecular structure constituting the resin is decomposed by irradiating the object 40 made of resin with a part of the ultraviolet light L1 emitted from the light source 5. It is considered that the hydrophilicity was lowered. Regarding the reason why this phenomenon occurred, the present inventors have decomposed and vaporized the molecular structure containing the hydrophilic group introduced in the outermost surface region, and as a result, it is located in the lower layer and has low hydrophilicity. It is speculated that the hydrophilicity was reduced because the region appeared on the outermost surface.

一方、実施例の場合には、ガス流出口１２側において紫外光Ｌ１の進行を抑制する遮光部６が設けられていたため、樹脂の分子構造の分解が進行せず、対象面４０ａに対して親水基が導入された状態が維持されたものと考えられる。 On the other hand, in the case of the example, since the light-shielding portion 6 for suppressing the progress of the ultraviolet light L1 was provided on the gas outlet 12 side, the decomposition of the molecular structure of the resin did not proceed and it was hydrophilic with respect to the target surface 40a. It is probable that the state in which the group was introduced was maintained.

《別実施形態》
遮光部６は、光源５から出射される紫外光Ｌ１が対象物４０の面（対象面４０ａ）に対して照射されるのを抑制する目的で設けられる。かかる観点から、遮光部６は、少なくとも光源５と対象面４０ａとの間に介在していればよい。すなわち、遮光部６は、必ずしも光源５の面に形成されていなくても構わない。 << Another Embodiment >>
The light-shielding portion 6 is provided for the purpose of suppressing the ultraviolet light L1 emitted from the light source 5 from being irradiated on the surface (target surface 40a) of the object 40. From this point of view, the light-shielding portion 6 may be interposed between at least the light source 5 and the target surface 40a. That is, the light-shielding portion 6 does not necessarily have to be formed on the surface of the light source 5.

また、本発明に係るガス供給装置１は、樹脂製以外の対象物４０に対する処理に利用することも可能である。本発明は、ガス供給装置１が、樹脂製以外の対象物４０に対する表面処理に利用されることを排除するものではない。 Further, the gas supply device 1 according to the present invention can also be used for processing an object 40 other than the one made of resin. The present invention does not preclude that the gas supply device 1 is used for surface treatment of an object 40 other than resin.

１：ガス供給装置
３：筐体
５：光源
５ａ：発光面
６：遮光部
１０：ガス通流路
１１：ガス流入口
１２：ガス流出口
１３：狭小部
２１：発光管
２１ａ：外側管
２１ｂ：内側管
２３Ｇ：発光ガス
３１：第一電極
３２：第二電極
３３：反射部材
４０：対象物
４０ａ：対象面
１００：ガス供給装置
Ｇ１：原料ガス
Ｇ２：処理後ガス
Ｌ１：紫外光 1: Gas supply device 3: Housing 5: Light source 5a: Light emitting surface 6: Light shielding part 10: Gas passage 11: Gas inflow port 12: Gas outlet 13: Narrow part 21: Light emitting tube 21a: Outer tube 21b: Inner tube 23G: Luminous gas 31: First electrode 32: Second electrode 33: Reflecting member 40: Object 40a: Target surface 100: Gas supply device G1: Raw material gas G2: Treated gas L1: Ultraviolet light

Claims

ラジカル源となる原料物質を含有する原料ガスが流入されるガス流入口と、
前記ガス流入口から流入された前記原料ガスが通流するガス通流路と、
前記ガス通流路内の照射領域に向かって紫外光を発する光源と、
前記紫外光が照射された後の前記原料ガスである処理後ガスを外部に流出させるガス流出口と、
前記ガス流出口に対向する面である対象面に向かう前記紫外光の進行を抑制する遮光部とを備えたことを特徴とする、ガス供給装置。 A gas inlet into which a raw material gas containing a raw material that serves as a radical source flows in, and
A gas flow path through which the raw material gas flowing in from the gas inlet passes, and a gas flow path through which the raw material gas flows.
A light source that emits ultraviolet light toward the irradiation region in the gas passage, and
A gas outlet that allows the treated gas, which is the raw material gas after being irradiated with the ultraviolet light, to flow out to the outside,
A gas supply device including a light-shielding portion that suppresses the progress of the ultraviolet light toward a target surface that is a surface facing the gas outlet.

前記光源は発光管を有してなり、
前記遮光部は、少なくとも前記発光管の前記対象面に近い側の側面に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のガス供給装置。 The light source has an arc tube
The gas supply device according to claim 1, wherein the light-shielding portion is formed at least on a side surface of the arc tube on the side close to the target surface.

前記光源は、前記ガス流入口から前記ガス流出口に向かう第一方向に直交する第二方向を長手方向とする形状を呈し、前記第二方向に沿って延在する発光面を有していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス供給装置。 The light source has a shape in which a second direction orthogonal to the first direction from the gas inlet to the gas outlet is the longitudinal direction, and has a light emitting surface extending along the second direction. The gas supply device according to claim 1 or 2, wherein the gas supply device is characterized by the above.

前記遮光部は前記第二方向に延在することを特徴とする、請求項３に記載のガス供給装置。 The gas supply device according to claim 3, wherein the light-shielding portion extends in the second direction.

前記光源を内蔵する筒状の筐体を有し、
前記ガス通流路は、前記筐体の内壁に囲まれた領域に形成され、
前記ガス流出口は、前記筐体の面のうちの前記対象面に対向する面に、前記第二方向に沿って延伸する開口部からなり、
前記ガス流入口は、前記筐体の面のうち前記ガス流入口が形成されている面とは異なる面に、前記第二方向に沿って延伸する開口部からなることを特徴とする、請求項３又は４に記載のガス供給装置。 It has a tubular housing containing the light source, and has a tubular housing.
The gas passage is formed in a region surrounded by the inner wall of the housing.
The gas outlet comprises an opening extending along the second direction on a surface of the housing facing the target surface.
The gas inflow port is characterized by comprising an opening extending along the second direction on a surface of the housing different from the surface on which the gas inflow port is formed. 3. The gas supply device according to 4.

前記光源は、前記ガス流入口から前記ガス流出口に向かう第一方向を長手方向とする形状を呈し、前記第一方向に沿って延在する発光面を有していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス供給装置。 The light source has a shape in which the first direction from the gas inlet to the gas outlet is the longitudinal direction, and has a light emitting surface extending along the first direction. The gas supply device according to claim 1 or 2.

前記ガス通流路が、前記発光面に囲まれた領域、又は複数の前記発光面に挟まれた領域に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のガス供給装置。 The gas supply device according to claim 6, wherein the gas passage is formed in a region surrounded by the light emitting surfaces or a region sandwiched between the plurality of light emitting surfaces.

前記光源を内蔵する筒状の筐体を有し、
前記ガス通流路が、前記発光面と前記筐体の内壁とに挟まれた領域に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のガス供給装置。 It has a tubular housing containing the light source, and has a tubular housing.
The gas supply device according to claim 6, wherein the gas passage is formed in a region sandwiched between the light emitting surface and the inner wall of the housing.

前記遮光部は、前記紫外光に対して反射性を示す反射部材からなることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のガス供給装置。 The gas supply device according to any one of claims 1 to 8, wherein the light-shielding portion is made of a reflective member that exhibits reflection on ultraviolet light.

前記光源から出射される前記紫外光は、主たる発光波長が２３０ｎｍ未満であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のガス供給装置。 The gas supply device according to any one of claims 1 to 9, wherein the ultraviolet light emitted from the light source has a main emission wavelength of less than 230 nm.

前記原料物質が、酸素原子を含む物質であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のガス供給装置。 The gas supply device according to any one of claims 1 to 10, wherein the raw material is a substance containing an oxygen atom.